生产线工件搬运机械手的机构设计开题报告.doc

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1、毕业设计论文学生开题报告课题名称生产线工件搬运机械手的机构设计学生姓名张通学 号B14020730专业班级B140201.1本课题的题目背景，国外相关研究情况 搬运型机器人是一种典型的机电一体化产品，工艺多搬运运动的一个热点手臂运动更多的领域进展合作研究。机械，电子，信息理论，人工智能，知识与生物与计算机许多学科，但其开展的多机构衔接所需组合治疗也促成了这些学科的开展。多臂搬运领导的多搬运臂运动。1959年成为世界上第一个工业多搬运手臂运动的诞生，创造开展胳膊的新时代的多搬运。随着科学技术的开展与运营研究部门的应用多联快速开展。加藤一郎，日本早稻田大学手臂搬运与更多的世界知名专家，教授说：“一

2、个很大的特点，多搬运手臂运动应该有工作。的方式是，在自动化程度高的，电力系统更复杂。伟大的创造家爱迪生曾经说过，“神造人的两条腿是最美丽的杰作。该系统具有丰富的动态环境的要求非常低，无论是在地面上，而且在非构造化地形复杂，适应性良好的环境状态。为了延长多搬运型机器人的功能与应用开辟无限广阔的开展前景。研究搬运型机器人的原因与目的，主要表现在以下几个方面：机构的开展，使他们对构造性与非构造性的工作，许多圈子，而不是个人或更新与人类活动的领域扩展;希望更多的人有一个内在的理解与认识，并使用这些功能对个人效劳，如假肢。系统动力学与在此领域丰富的研究，其研究与臂运动更加危险的机器的扩展，多搬运臂的运动

3、可以作为一个多搬运臂的移动智能播放在人工智能领域的一个重要的角色。多搬运臂的运动的定义，世界上唯一的格式是不一样的。手臂运动协会与更多的企业的联合国标准化最近在他的手臂采用了国际对美国带来的多搬运运动的定义：操作臂多联合演习是一个多功能可编程的操作系统，你可以改变该程序的操作完成各种各样的工作，尤其是对物料输送，传动部件。参照国际定义，与语言的组合的中国多臂搬运的定义如下：机械手的多搬运运动是一个独立的行动，更自由，灵活地改变程序，它可以放置在任何地方，自动化程度高的机器的自动化。汽车油漆或其他涂料行业铰接多搬运运动E可用。多搬运运动臂高刚性臂，与其它可能的相比，必须要快，能够进展重的东西，且

4、精度非常高，可以基于外部信号，各种自动操作的。处理的多搬运臂的运动是一个计算机可编程的自动控制装置的控制下。使用的多搬运运动操作臂是提高了产品的质量与工作的生产率，生产过程的自动化，改善了工作条件，并降低了劳动强度的有效手段。诞生与多搬运手臂运动的开展，虽然只有30岁，但已经应用到国民经济的许多部门，民间的技术，应用，具有广阔的开展前景，显示出强大的生命力1-2。、 .1 国外研究现状人类与动物的运动原理的第一个系统研究是迈布里奇创造了照相机跟单，即设定的触发相机的电源，并在1877年他成功地参加了四足与连续运行的许多照片。后来，这种方法使用的相机是用来研究人体运动Demeny。从1930年到

5、1950年，苏联也伯恩斯坦从深入人类与动物研究的生物动力机制的角度看，并提出的议案非常形象化的描述。真正研究机构运动多搬运全面，系统于1960年推出至今，联合多月的手臂比拟完整的理论体系只有形成，并在一些国家，如日本，美国与“苏联已成功开发出可以是静态或动态的，多臂枢轴原型。在这一节中，我们介绍了1960年至1985年期间，臂多搬运实地到达的运动的最重要的进展的团队。在20世纪60年代与70年代，武装多搬运运动控制理论产生三种类型的控制方法是非常重要的，这限制了国家控制，控制参考模型与控制算法。这三种控制的方法对所有类型的搬运机械手都是适用的。国家控制是通过在1961年提出的模型的参考检查于1

6、975年由美国法恩斯沃思南斯拉夫托莫维奇限制，该算法是由著名的胳膊南斯拉夫研究所米哈伊尔罗多搬运运动学专家鲍宾控制Vukobratovic博士1969 - 1972年的教堂中扣除。有这三种类型的控制方法之间的内在关系。有限状态控制实质上是一个控制参考模型，并且该控制算法是这种情况1的中心。在搜索步态，苏联Bessonov与Umnov定义“最正确步态，Kugushev与Jaro-shevskij定义自由的步伐。这两种步态不仅能适应，而且要适应胳膊多条腿多企业的动向。在这些中，对于自由路径的步骤的条件的规那么。如果地形是非常粗糙的，所以运动臂多搬运，下一步应放在哪里脚不能基于对步骤序列来加以考虑，

7、但应通过步骤以便攀登者去步骤通过一些优化标准来确定哪个是所谓的自由速度。稳定性研究手臂动作的多搬运，美国Hemami，该提议的稳定性与系统的控制的简化模型作为振荡器，反转倒立摆，它可以被解释为在换能器存在的问题的向前运动。此外，减少了控制的考虑，Hemami，谁也研究手臂运动的多搬运“减少型问题的复杂性进展了研究。此前我们指出了系统的Vukobratovic还人形能量分析，但它的力量是有限的搬运与随时间的整个系统的变化，并没有太多涉及这个问题的最正确功耗的出口。但是在他的研究中，Vukobratovic得出一个有用的结论，即平滑的姿态，类人型系统所消耗的功率就越少。1.2.2 国内研究现状国内

8、前机器人起步较晚，我国自1980年以来，在体育领域的多臂共同研究与应用。 1986年，国家启动了“规划纲要的研究多动搬运臂，中国的高科技“863水平运动臂包括于1987年。目前联合研发，中国移动手臂多企业的研究与开发应用单位主要与高校与科研院所。初步调查多搬运型机器人技术的主要目的是更先进的技术来跟踪国际风险手臂的运动，然后取得了一些成绩。1986年哈尔滨工业大学，他开场研究最为搬运臂，脚静手臂运动HIT-I与110厘米高，体重70千克多的企业，率先成功开发进度有10个自由度，以到达地面上的线，左，右，以及运动，上下楼梯，45厘米左右10秒/步，速度成功研制的HIT与HIT-II-III，重量

9、为42千克，长度103厘米，它是12个自由度，以实现一个步骤每秒24厘米，2.3分速度。 HI目前正在开发第四乐章的下一个多搬运臂，身体52度的自由，这是一个伟大的运动与速度的平衡三臂，多搬运运动3-7。在1988年春国防科技大学成功具有六个自由度的平面双足运动臂多搬运KDW-1，可以向前，向后与上下楼梯，每秒40厘米，四步开发的最大速度，在1989年今年的步伐，我们开发了一种空间KDW-II，具有10个自由度，最高的69厘米，重13公斤，包括更多的来回，上下楼梯与周围的近静态与动态稳定性。 1990年两纵缝互联网KDW-II，在KDW-开发的，有12个自由度，并添加函数曲线，以获得完整的测试

10、环境。 1995年在步骤20厘米秒22厘米，13度的最大角度动态的步伐。 2000年KDW-III中国的第一个人形的手臂的“排头兵的成功完毕的开展的根底上，在一个不确定的环境下微小的变化动态每秒，两步周期，1.4男，为20 kg的多搬运的动作，有头，眼睛，颈部，身体，手臂，脚，与一定程度的语言功能8-13中。此外，清华大学正在开发一个人形的手臂培育更多升学衔接THBIP-I，高七米，体重130千克，32自由度的支持清华大学985工程，该工程是。南京航空航天大学有八个自由度机械手搬运间隙静态函数13,14的开展。本文从“首届全国研究生机械创新设计大赛多搬运手臂动作。此时，单臂，多搬运运动通常在车

11、轮的形式是为了实现功能相。事实上，模仿人类行走手臂与腿部的多搬运的动作并不多，但也有六条腿，已经出现四腿臂多搬运运动，但多搬运手臂运动尚不多见。我们的问题，简单地探索设计巧妙的机械设备与简单的控制来模拟人的手臂的多搬运的动作。子功能是：替代大步，摇摇头，摆动手臂，摆臂。 本课题的研究内容设计一个用于自动化产线工件搬运的机械手。工件大小与重量自定；机械手驱动方式、运动精度与控制系统根据实际需要选择。1. 在生产现场测绘一个用机械手进展搬运工件机构2. 进展机械手设计方案分析3. 承载能力的计算。确定抓取工件的重量。4. .绘制该机械手的主要零件部件图机械手总体方案设计搬运机械手的构造形式的机器人

12、形构造，并调整圆柱形构造，球面坐标的构造，该多接头构造4。的构造与它们的相应特征中的每一个，如下所述3。1.直角坐标构造 运动空间直角坐标机器人，它是那么容易落实到闭环位置控制的线性运动，由于如图2-1一，直角坐标机器人可以到达非常高的位置，实现各有三个其他存在的由垂直的直线运动精度中号步骤。然而，直角坐标相对于空间机器人的运动有关的机器人的构造的尺寸，这是比拟小的。因此，为了实现恒定的空间运动，大于机器人比其他类型的矩形机器人构造尺寸的组织尺寸坐标。直角坐标机器人的工作区是矩形空间。直角坐标机器人主要用于组装与搬运，直角坐标机器人的业务，它具有悬臂门，三起重机类型的构造。如在图2-1B中，空

13、间气缸所示，调整直线运动的运动并实现两个旋转运动与机器人。这种机器人的构造相对简单，并且能够在精度一般操作的处理中使用。它的工作空间是圆柱形的空间。如图2-1c中，该空间的运动是球形坐标机器人组成的直线运动实现两个旋转运动的。这个简单的机器人构造，本钱低，精度不高。它将在主要业务的处理中使用。他们的工作空间是球形的空间。4. 搬运型构造如在2-1d所示，为了实现一个空间移动搬运机器人包括三个旋转运动。多搬运机器人的运动是一个灵活，构造紧凑，占地面积小。规模相对机械手本体，其相对较大的工作空间。这种机械手是广泛焊接，涂装，搬运，组装，以及使其它操作被广泛用于在这种类型的机器人的，它是在工业中使用

14、。搬运型机械手构造，有水平搬运型与垂直搬运型两种。(a) 直角坐标型 (b) 圆柱坐标型 (c) 球坐标型 (d) 搬运型图2-1 四种机械手坐标形式根据任务书与具体要求，我们，事实上，设得了搬运型D。特定的形状与特定的要求机器人数控机布局，设计要求兼顾处理工件到5KG质量能够简化构造，降低只要，由于考虑到会议系统的技术要求的前提下，以改善这种设计的可靠性与具体的本钱。大机器人臂的运动范围与更高的定位精度，用一个腰部转动自由度六个自由度，以及自由设计的悬臂与臂腕音调的转动节距自由前臂，转动自由度的机械手。在本文的臂构造的设计要求的尺寸，因此，需要实现一个大热潮，俯仰自由，在该臂的详细设计的旋转

15、臂机构的自由。本课题的重点难点：机械手手臂的机构设计计算，手抓机构设计与校核。承载能力的计算。机械手机械传动原理。闰土机械外文翻译成品某宝店本课题研究的实施方案、进度安排12.5-12.10发任务书，收集资料，写开题报告。12.11-12.17 完成开题报告。1.10-2.20制定设计方案，设计方案。3.15-3.28 绘制设计图纸。4.5-5.10 撰写设计说明书。5.15-6.5 辩论及整理文摘。已查阅的主要参考文献参考文献1 汪恺. 机械设计标准应用手册M. 机械工业出版社. 1997.8.2 成大先. 机械设计手册M. 化学工业出版社 2002.1.3 徐灏. 机械设计手册M. 北京：

16、机械工业出版社 2002.4 徐锦康. 机械设计M .机械工业出版社 2001.5 殷际英,何广平.机器人M. 北京:化学工业出版社 2003.6 周伯英. 工业机器人设计M. 北京：机械工业出版社 1995.7 陈秀宁,施高义.机械设计课程设计M.浙江大学出版社 1995.8.8 王宗荣.工程图学M.机械工业出版社 2001.9.9 费仁元,张慧慧.机器人设计与分析M.北京工业大学出版社 1998.9.10 龚振邦.机器人机械设计M.北京:电子工业出版社 1995.11.11 吴相宪,王正为,黄玉堂.实用机械设计手册M.中国矿业大学出版社 1993.5.12 庞启淮.小功率电动机应用技术手册M.机械工业出版社.13 马香峰.工业机器人的操作机设计M.冶金工业出版社.第 9 页